Question

6．亞氯酸鈉（NaClO₂）是一種重要的含氯消毒劑，主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌．以下是過氧化氫法生產亞氯酸鈉的工藝流程圖：

已知：①NaClO₂的溶解度隨溫度升高而增大，適當條件下可結晶析出NaClO₂•3H₂O．
②純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全．
③160g/L NaOH溶液是指160gNaOH固體溶于水所得溶液的體積為1L．
（1）發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是b（選填序號）；
a．將SO₂氧化成SO₃，增強酸性；  b．稀釋ClO₂以防止爆炸； c．將NaClO₃氧化成ClO₂
（2）寫出發(fā)生器中反應的反應方程式2NaClO₃+SO₂=2ClO₂+Na₂SO₄．
（3）吸收裝置內發(fā)生反應的化學方程式為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2NaClO₂+2H₂O+O₂；吸收裝置中的溫度不能過高，其原因是防止雙氧水分解
（4）吸收塔中為防止NaClO₂被還原成NaCl，所用還原劑的還原性應適中．除H₂O₂外，還可以選擇的還原劑是a（選填序號）；
a．Na₂O₂                   b．Na₂S                     c．FeCl₂
（5）從濾液中得到NaClO₂•3H₂O粗晶體的實驗操作依次是bde（選填序號）；
a．蒸餾       b．蒸發(fā)      c．灼燒        d．過濾      e．冷卻結晶．

Answer 1

分析 （1）由信息②可知，純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全．據(jù)此解答．
（2）ClO₂發(fā)生器中NaClO₃與SO₂發(fā)生氧化還原反應生成ClO₂和Na₂SO₄；
（3）根據(jù)題目信息并運用氧化還原反應理論判斷反應物、生成物；根據(jù)流程信息可知，吸收塔內生成NaClO₂，一定有ClO₂→NaClO₂，化合價降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產生，據(jù)此書寫方程式；
溫度過高，H₂O₂容易分解；
（4）還原性要適中．還原性太強，會將ClO₂還原為更低價態(tài)產物，影響NaClO₂生產；方便后續(xù)分離提純，加入試劑不能干擾后續(xù)生產，Na₂O₂溶于水相當于H₂O₂．
（5）從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結晶方法，通過過濾得到粗晶體，得到的粗晶體經(jīng)過重結晶可得到純度更高的晶體．

解答 解：（1）由信息②可知，純ClO₂易分解爆炸，一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全．發(fā)生器中鼓入空氣的作用應是稀釋ClO₂以防止爆炸．
故選：b．
（2）ClO₂發(fā)生器中NaClO₃與SO₂發(fā)生氧化還原反應生成ClO₂和Na₂SO₄，其反應的化學方程式為：2NaClO₃+SO₂=2ClO₂+Na₂SO₄；
故答案為：2NaClO₃+SO₂=2ClO₂+Na₂SO₄；
（3）根據(jù)流程信息可知，吸收塔內生成NaClO₂，所以一定有ClO₂→NaClO₂，化合價降低，被還原；則H₂O₂必定被氧化，有氧氣產生，反應方程式為2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2 NaClO₂+2H₂O+O₂；
H₂O₂不穩(wěn)定，溫度過高，H₂O₂容易分解，吸收塔的溫度不能超過20℃，其目的是防止H₂O₂分解．
故答案為：2NaOH+2ClO₂+H₂O₂=2 NaClO₂+2H₂O+O₂；防止H₂O₂分解．
（4）還原性要適中．還原性太強，會將ClO₂還原為更低價態(tài)產物，影響NaClO₂生產；方便后續(xù)分離提純，加入試劑不能干擾后續(xù)生產．Na₂O₂溶于水相當于H₂O₂．Na₂S、FeCl₂還原性較強，生成物與NaClO₂分離比較困難；
故選：a；
（5）從溶液中得到含結晶水的晶體，只能采取蒸發(fā)、濃縮、冷卻結晶方法，通過過濾得到粗晶體；所以操作順序為bed；故答案為：bed．

點評 本題考查物質制備，綜合性較強，涉及氧化還原反應、物質分離和提純的綜合應用，明確物質性質及實驗基本操作原理是解本題關鍵，需要學生較強的綜合能力，難度較大．